Zeitschrift für Gefäßmedizin und Chirurgie

Abstrakt

Über das Verhältnis zwischen statischem Druck und Dicke wachsender AAAs

Daniele Bruschetta, Debora Di Mauro, Vincenzo Filardi, Giuseppina Rizzo, Fabio Trimarchi

Ziel: Bauchaortenaneurysmen (AAA) sind durch strukturelle Umgestaltung gekennzeichnet, die zu einer allmählichen Schwächung und Ausdehnung der Aortenwand führt. Die Wandspannung kann einen brauchbaren Indikator liefern, um den Ausfall zu verhindern. Um dieses Risiko zu bewerten, wurde eine FEA durchgeführt, indem die Kappe einer statischen Druckalterung ausgesetzt wurde, wobei ein Aneurysma mit unterschiedlichen Abmessungen von 10 mm bis 50 mm simuliert wurde. Die Analysen wurden durchgeführt, indem die Kappe unterschiedlich dick war und die entsprechenden äquivalenten Von-Mises-Spannungen ermittelt wurden. Das Verständnis, wie diese Spannungen verteilt sind und welche Faktoren die Spannungsverteilung beeinflussen, ist entscheidend für die Bewertung des Rupturpotenzials.

Methoden: Es wurde ein repräsentatives FE-Modell erstellt, um die historische Entwicklung des AAA zu simulieren. CFD-Analysen wurden durchgeführt, um Daten zur statischen Druckalterung des Modells zu erhalten. Die Einverständniserklärung des Patienten und die Genehmigung des IRB wurden eingeholt. Es wurde spekuliert, ob eine lineare Gesetzmäßigkeit vorliegt, um die Dickenverdünnung in Abhängigkeit vom Wachstum des Aneurysmas zu verstehen. Die erhaltenen Druckkarten wurden als Eingabe verwendet, um elastische lineare Analysen der fünf verschiedenen FE-Umhüllungen durchzuführen.

Ergebnisse: Steigt der Blutdruck, erhöht sich auch die Scherspannung an den Wänden und es wird eine adaptive Vergrößerung des Arterienlumens beobachtet. Die Ergebnisse haben Spannungsspitzen von 0,004 MPa bei einem Durchmesser von 10 mm bis 0,45 MPa bei einem Durchmesser von 50 mm gezeigt. Die oberen und unteren Zonen des Aneurysmas sind stärker beansprucht als die mittleren, wie sich aus den erhaltenen Dehnungswerten ableiten lässt, die von 5,84e-7 bei einem Durchmesser von 10 mm bis 3,14e-4 bei einem Durchmesser von 50 mm reichen. Um das mechanische Verhalten der Kappe in Bezug auf ihre Dicke bei 50 mm Durchmesser zu beurteilen, wurden verschiedene FEA-Versuche mit gleichmäßig variierter Dicke von 1 bis 0,4 mm durchgeführt. Wie man sehen kann, steigt die Spannung exponentiell an, während die Dicke abnimmt.

Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse deuten auf eine äquivalente Von-Mises-Spannung von etwa 0,45 MPa hin, nahe dem Versagenswert, bei einer kritischen Abmessung von 50 mm. Das bedeutet, dass die Versagensbedingungen zumindest von zwei Variablen abhängen können: Dicke und Druck.